Как однажды Жак-звонарь головой сломал фонарь...

33

Не будем черезур строгими по отношению к выводу Вредного про краски, а рассмотрим все по порядку, поскольку физические чистый эксперимент — это вещество тонкая…

Сколько существует на свете различных цветов? Откуда вообще берутся разные цветы? Эти и многие другие вопросы издавана занимали любимательных людей. Большой вклад в создание науки о цвете внесли великий Ньюотон. Он наблюдал разложение солнечного (белого) света при прохождении его через стеклянную призму в так называемый спектр (от латинского spectrum). Получающие при этом цвета в точности соответствуют цветам радуги. Призма позволила Ньюотону получить радгу в «лабораторных» условиях. Вот они, цвета радуги: красный, оранжевый, желтый, зеленный, голубой, синий, филолетовый. Посмотрите еще раз на заглавие статьи. Мы воспользовались шуточной фразой, помогающей заполнить последовательность цветов в солнечном спектре (как видите, и в нашей штке есть доля правды). Наверняка кто-то из вас вспомнит еще одно mnemonическое правило — фразу «каждиый охотник желает знать, где сидит фазан».

Именно благодаря опытам Ньюотона в конце XVII века было установлено, что белый свет представляет собой смесь из различных цветов. (В частности, Ньюотон показал, что если разложенный в спектр белый свет смешать, то опять получится белый свет.) Прошло много времени, пока учены осознали, что свет — это распространяющаяся в пространстве колбания связанных друг с другом электрических и магнитных полей, иначе говоря — электромагнитные волны. Наболее привящей пример такого волна — радиовольны. Было доказано, что природа света и радиовольн — одна и та же, они отличия лишь частотой колбании. Частота радиовольн в тысячи раз более низкая, чем у световых. Каждый цвет отвечает определенная частота колбании. Если воспользоваться аналогией с музыкальным инструментом, то красный цвет отвечает «басам», а филолетовый — высоким потом.

Скорость распространения электromagнитных волн $c = 300\,000$ km/c. Она во много тысяч раз больше скорости звука, так что радиослушатель, сидящий дома во Владивостоке около радиоприемника, слышит голос певца на концerte, транспортом из Москвы, раныше, чем слушатель, сидящий в дальнейм ряду концертного зала.

Приведенное значение скорости света ($c = 3 \cdot 10^5$ km/c) относится к вкусу. При распространении света в прорацном веществе скорость оказывается меншей. Особый интерес представляет тот факт, что при прохождении через вещество свет разных цветов распространяется с различными скоростями. Это явление называется дисперсей, и именно благодаря дисперсии признам разлагает белый свет в цветной спектр.

Итак, из белого света можно получить все цветы радуги. А что означает разные цвета классика на этой странице? Стопит вам приходить с собой эту статью в темную комнату (действительно, а почему бы и нет?), как все цвета вообще пропадут, кляксы станут просто серыми — сами по себе они не «светятся», какого бы цвета ни были. Чтобы видеть их разноцветными, их необходимо освещать. При этом падающей на страницу свет частично поглощается, частично рассеивается, а видим мы именно рассеянные световые лучи.

Очень важно, что разные цветы встречаются on примущеественное рассеящееся зеленье лучи, потому — красные. В этом проявляются изменения молекулярного строения вещества помидора. Кстати, не случайно в химии цвет — важная характеристика вещества.

Пришло время оставить заботы земные и… воспарить. Действительно, вред ли найдется человек, который хоть раз в жизни не увлекла заgadoная игра небесных красок. «Цвет не беспесный — синий цвет…»,— написал замечательный группинский поэт Нико Бараташвили. Но зададимся вопросом — безупречна ли физические упомянутая строчка?

34

Объчно голубизну неба объясняют рассеянием света в атмосфере. Однакопочему тогда ночное небо даже при полной луне не бывают голубым? Илипочему разные участки неба окрашены в синий цвет по-разному — один более ярко, другие — менее? А если обратиться к заходу солнца? Внимательный физик, наблюдающий заходу солнца, отметил, что сначала западная часть неба прибретает желтый или оранжевый оттенок; затем, когда солнце становится огнено-красным, свечение неба меняется от желтого-ранжевого до ярко-зеленого; наконец, примерно до высоты 25° над горизонтом небо окрашивается в розовый цвет.

Поскольку прииной всех перечисленных цветовых коллизий является рассеяние солнечного света в атмосфере, остановимся более подробно на этом процессе.

Объяснение особенностей окраски неба принадлежит английскому физнику У. Рэлею. В общих чертах сутки тела такова. Цвет неба определяется зависимости рассеяния света от частоты последнего. Приходящая от солнца электромагнитная волна «раскачивает» электроны, входящие в состав молекул воздуха. Наболее сильное воздействие на электроны оказывают лучи синей части спектра. Таким образом, из приведенной световой волны электроны молекул воздуха «забирают» колбания синей части спектра. Но, прия в вынужденное колбательное движение, электроны отдают назад взятую у волны энергии. Однако отдают они эту энергию уже во всех направлениях, а не только в направлении падения первоначальной волны от солнца. Этот процесс и представляет собой рассеяние света.

Существием для объяснения рассеяния света в атмосфере является неравномерность распределения молекул воздуха в атмосфере — постоянно имеющие место флуктуации плотности воздуха. При равномерном распределении молекул в пространстве рассеяние было бы совершенноным — небо просто-напросто было бы черным.

Итак, сильнее всего молекули воздуха рассеяют синею часть спектра, и поэтому неба, которые мы видим в рассеяном свете, кажутся нам голубыми.*) Чем сильнее удалены от солнца соответствующие участки небосвода, тем менее яркими они будут нам казаться. Причина состоит в том, что чем больше путь в атмосфере проходят солнечные лучи, тем меньше в них доля приходится на синию составляющего.Tеперь, наверное, вам понятно, почему говорят «красно солнышко»? Приемые солнечные лучи по пути к нам «теряют» синию составляющего, и применяется доплошадению долю приходшего к наблюдается излучения составляющего к небо красно-желтая часть спектра.

Понятно, что дым, пыль и другие мелкие частицы, содержащиеся в воздухе, существуют образом влияют на рассеяние света в атмосфере. Известно, что после больших извержений вулканов восходы и заходы солнца порой играют удивительныеми красками — солнце и луна могут даже стать синими. Приведем описание последствия катстрофического извержения вулкана Кракатay в 1883 году, которое дает в своей книге «Занимательная геология» замещенный русский ученый В. А. Обручев: «Мелкий пепел затемнял Солнце в Японии и в других местах на расстоянии свыше 3000 километров. Этот пепел, долго плавающий в атмосфере, обусловил синевая цвет солнца и луны в Африке и на островах Тихого океана и заменательные красные зории в конце 1883 года и в начале 1884 года, наблюдается по всей Земле».

Синяя окраска солнца и луны в данном случае обусловливается рассеянием света на атмосферных азрозолях размером 0,4—0,9 мкм, т. е. размером, сравнимым с длиной волны видимого света. Atmosферные азрозолы указанны размеров образуют путем осажения на твердых частицах дыма, пепла и т. д. при вулканических извержениях и крупных лесных пожарах. Именно вследствие своего относительного светки спектра сильнее, чем синей. Это рассеяние связиют с именно немецкого ученого Ми. При

*) Может возникнуть вопрос: почему голубими, а не флюлетовыми? Дело в том, что надо еще применять во внимание специфики воприятии цветов человека имгон и тот факт, что в солнечном свете флюлетовых лучей «меньше», чем синеих. Подробнее об этом мы обещаем расскажать в другой статье, в одном из следующих номеров журнала.

35

наблюдения солнца и лучы сквозь такой азрозоль они видятся синевами — красная составляющая белого света рассевается, и до нас доходит только синний свет.

Итак, стенки цветов, окрашивающих небесный свет, обусловлены в каждой конкретной ситуации комбинaziей рлеевского рассеяния с рассеянием света на мелких частях.

«Голубые горы, голубые дали, голубые города» — все эти позитические сочетания слов обусловно используют в качестве символов первозданности, необыкновенной чистоты, загадочности. Самое удивительное состоит в том, что и здесь не обошлось без физики.

Так, иногда над покрытой зеленью открыто местность, не сликом загрязненной вследствие человека человека деятельности, возникает очень красная тинстенная голубая дымка. В литературе часто упоминаются голубые горы Кавказа, Голубые горы в Австралии знамениты именно своей голубой дымкой. Голубой цвет «дымки» обусловлен рассеянием света на мелчайших частях, размер которых много меньше длины волны видимого света. Такими частями могут быть организские макромолекулы, испускаемые растительное, а также мелчайшие частицы, сываемые с острых частей растений электрическим полем земли. Итак, в местах скопления мелчайших частц возникает добавочный эффект рассеяния синея части спектра.

Завершая статью, предлагаем читателю сюжеты для самостоятельного рассмотрения.

1. Почему издалека новогодняя елка (скажем, стоящая на главной площади вашего города) в вечернее время кажется красной, хотя она освещена огоньками разного цвета?

2. Если вам доведется в новогодню ночь сидеть у костра, не забудьте позкериментировать и может быть gleichнуть перед окружающим, задав им следующий вопрос. Почему визу на фоне деревьев длим костра кажется синим, однako над верхушками деревьев (на фоне светлого неба) он выглядиит желтым?

3. Капнуть несколько капель молока в стакан с водой, посмотрите сквозь него на светящуюся лампочку. Лампочка показется красновато-желтовой. Если же посмотреть на отраженный от стакана свет, он будет голубым. Объясните наблюдаемое различие цветов.

Список читателей, приславших правильные решения

(Начало см. на c. 30)

(Mинск) 47; С. Бураков (Киев) 47; С. Вусленко (Тула) 50, 55; А. Вучель (Луцк) 53; С. Вавринок (Врест) 47; С. Валюх (Киев) 53; М. Ванюшов (Ленинград) 53; К. Василюо (Крайова, СРР) 47; К. Вербцикш (Москва) 55, 57; Д. Виноградов (Рига) 57; А. Винцок (Киев) 53; Д. Виткуп (Киев) 50, 55, 57; В. Вовек (Барвенков) 53, 55; К. Волошин (Москва) 49; П. Вольфбейн (Киев) 49, 53, 55, 57; А. Гладышев (Краснойск) 47; О. Глазунов (Москва) 49, 53; А. Гончаров (Новосибирск) 50; М. Гончаров (п. Черноголовка Московской обл.) 53, 55, 57; П. Горьков (п. Черноголовка Московской обл.) 50, 53, 57; Г. Григорян (Москва) 50; В. Гуревцит (Саратов) 49, 50, 53, 55, 57; С. Гуевь (Лобня) 50; С. Дворник (Новосибирск) 50, 53, 55, 57; Е. Демлер (Новосибирск) 50, 53, 55, 57; Е. Демченko (Жданов) 55, 57; К. Демьяненко (Киев) 46, 47; С. Дикий (Черкассы) 53, 55, 57; С. Дронов (Пушино) 53, 55; В. Дядечко (Винница) 49; А. Езерский (Минск) 47, 50, 53, 55, 57; А. Ельшевич (Минск) 47, 49, 50, 57; Д. Ермененко (Сумы) 47; П. Забелин (Куйбышев) 49, 52; А. Лосев (Ленинград) 47; С. Луданский (Москва) 47; О. Лучевь (Махачкала) 50; А. Лутовинов (Мичиринск) 47; А. Львовский (Москва) 47, 49, 53; А. Ладузин (Страйной обл.) 47, 53, 55—57; Д. Макунин (Серпухов) 55; Р. Малендеевич (Волхов) 55; Р. Малков (Саратов) 49, 53, 55; А. Мальшев (П. Медьянка Курской обл.) 47, 55; А. Мамaeв (Заволжье) 49, 53; А. Мамедов (Одеcca) 47;

(Окончание см. на c. 59)